15．新型高效的甲烷燃料電池采用鉑作電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液．某研究小組將甲烷燃料電池作為電源進(jìn)行飽和氣化鈉溶液的電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示．

回答下列問(wèn)題：
（1）a電極為陽(yáng)極（填“陽(yáng)極”或“陰極”），b電極附近溶液的pH增大（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）甲烷燃料電池正極的電極反應(yīng)式為2O2+4H2O+8e-═8OH-．
（3）電解時(shí)b電極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑；若反應(yīng)生成0.2mol Cl2，則消耗CH4的物質(zhì)的量為0.05mol．

分析 甲烷堿性燃料電池中正極氧氣得電子被還原，反應(yīng)式為：2O2+4H2O+8e-═8OH-，負(fù)極甲烷失電子被氧化，反應(yīng)式為：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，則與正極氧氣相連的a極為陽(yáng)極，氯離子放電生成氯氣，反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑，與負(fù)極甲烷相連的b極為陰極，H+放電，生成H2，反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，結(jié)合關(guān)系式1 mol CH4～8 mol e-～4 mol Cl2分析計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)以上分析，與正極氧氣相連的a極為陽(yáng)極，與負(fù)極甲烷相連的b極為陰極，H+放電，生成H2，反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，所以b電極附近溶液的pH增大，故答案為：陽(yáng)極；增大；
（2）甲烷堿性燃料電池中正極氧氣得電子被還原，反應(yīng)式為：2O2+4H2O+8e-═8OH-，故答案為：2O2+4H2O+8e-═8OH-；
（3）與負(fù)極甲烷相連的b極為陰極，H+放電，生成H2，反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，根據(jù)得失電子守恒，可得：1 mol CH4～8 mol e-～4 mol Cl2，故若反應(yīng)生成0.2mol Cl2，則消耗CH4的物質(zhì)的量為0.05 mol，故答案為：2H++2e-=H2↑；0.05 mol．

點(diǎn)評(píng) 本題涵蓋電解池和原電池的主體內(nèi)容，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題，做題時(shí)注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書(shū)寫(xiě)，本題中難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)為電極方程式的書(shū)寫(xiě)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

5．現(xiàn)有下列短周期元素性質(zhì)的數(shù)據(jù)：
①②③④⑤⑥⑦⑧
原子半徑（10-10 m）0.741.601.521.100.991.860.751.43
最高正化合價(jià)+2+1+5+7+1+5+3
最低負(fù)化合價(jià)-2-3-1-3
（1）上述元素中處于同一主族的有③和⑥、④和⑦；處于第3周期的有②④⑤⑥⑧；（以上均用編號(hào)表示）．
（2）已知A元素原子的M層上的電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，則A在周期表中位置為第3周期ⅥA族；
B元素原子的次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的$\frac{1}{4}$，則B原子的結(jié)構(gòu)示意圖為 ．
（3）三氧化鈾是一種兩性氧化物，它在溶液中可以以UO22+和U2O72-形式存在，按要求寫(xiě)出UO3與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式：
①UO3與強(qiáng)堿反應(yīng)2UO3+2OH-=U2O72-+H2O；
②UO3與強(qiáng)酸反應(yīng)UO3+2H+=UO22++H2O．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

6．下列不熊說(shuō)明氯元素的非金屬性比硫元素的強(qiáng)的有幾項(xiàng)：①HCl比H2S穩(wěn)定：②HClO的氧化性比H2SO4強(qiáng)③HClO4的非羥基氧數(shù)目比H2SO4的非羥基氧數(shù)目多；④Cl2能與H2S反應(yīng)生成S；⑤Cl原子最外層有7個(gè)電子，S原子最外層有6個(gè)電子；⑥Cl2與Fe反應(yīng)生成FeCl3，S與Fe生成FeS；⑦HCl的酸性比H2S的酸性強(qiáng)；⑧沸點(diǎn)：H2S＞HCl．（　�。�
A．2項(xiàng)B．3項(xiàng)C．4項(xiàng)D．5項(xiàng)

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．按如圖的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中a、b、c、d均為惰性電極．電解質(zhì)溶液分別為硫酸銅和飽和氯化鈉溶液，通電一段時(shí)間后，根據(jù)下列現(xiàn)象作出判斷：【假設(shè)電解質(zhì)均足量】
（1）若b極上有紅色物質(zhì)生成，則電源A極是正極；
（2）若乙池產(chǎn)生的氣體明顯多于甲池，則甲池電解質(zhì)是硫酸銅；
（3）若乙池中加入酚酞后d極溶液先變紅，則電源A極是正極；
（4）若d極氣體能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，則a極是陰極
（5）若電子由c極流向b極，則c極是陽(yáng)極，電源A極
是正極．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置（夾持及加熱儀器已略）．
（1）制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸，則相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；
裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；同時(shí)裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象長(zhǎng)頸漏斗中發(fā)生倒吸，液面上升．
（2）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入D
ABCD
Ⅰ干燥的有色布條干燥的有色布條濕潤(rùn)的有色布條濕潤(rùn)的有色布條
Ⅱ堿石灰濃硫酸濃硫酸無(wú)水氯化鈣
Ⅲ濕潤(rùn)的有色布條濕潤(rùn)的有色布條干燥的有色布條干燥的有色布條
（3）設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱．當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r(shí)，溶液中發(fā)生的反應(yīng)方程式為Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl；打開(kāi)活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩．觀察到的現(xiàn)象溶液分層，上層為紫色溶液，下層為無(wú)色液體．說(shuō)明氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镃l2＞Br2＞I2．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

20．同溫同壓下，同體積的N2和SO2分子數(shù)之比為1：1，物質(zhì)的量之比為1：1，原子總數(shù)之比為2：3，摩爾質(zhì)量之比為7：16．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

7．下列敘述正確的是（　�。�
A．pH試紙使用之前需用蒸餾水潤(rùn)濕
B．用廣泛pH試紙測(cè)定某溶液的pH為3.5
C．pH=7的溶液一定呈中性
D．中性溶液的c（H+）=$\sqrt{K_W}$mol•L-1

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

4．在做銅和濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)相同質(zhì)量的銅分別與等體積且足量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，銅完全溶解后，前者溶液呈綠色，后者溶液呈藍(lán)色（溶液體積變化忽略不計(jì)）．針對(duì)這種現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了討論．請(qǐng)回答：
（1）銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）一些同學(xué)認(rèn)為：Cu2+濃度差異引起了這種現(xiàn)象，你認(rèn)為是否正確？不正確（填“正確”或“不正確”），依據(jù)是銅離子的物質(zhì)的量相同．
另一些同學(xué)認(rèn)為：溶液呈綠色可能是Cu2+與NO2混合的結(jié)果，并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了證明，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：對(duì)綠色溶液加熱，容器上部出現(xiàn)紅棕色，且溶液變成藍(lán)色．
（3）銅與硝酸反應(yīng)后產(chǎn)生NO和NO2對(duì)環(huán)境有污染，可用NaOH溶液吸收．已知NO與NO2按物質(zhì)的量之比1：1被NaOH溶液吸收得到一種鈉鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

8．1905年德國(guó)化學(xué)家哈伯發(fā)明了合成氨的方法，他因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．氨的合成不僅解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓與死亡問(wèn)題，在國(guó)防、能源、輕工業(yè)方面也有廣泛用途．
Ⅰ．以氨為原料，合成尿素的反應(yīng)原理為：
2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H=a kJ/mol．
為研究平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比（$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（N{H}_{3}）}$）及溫度的關(guān)系，研究小組在10L恒容密閉容器中進(jìn)行模擬反應(yīng)，并繪出下圖（Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示在不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度之間的關(guān)系）．
（1）a＜0 （填“＞”或“＜”），判斷依據(jù)是投料比相同時(shí)，溫度越高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，說(shuō)明平衡向逆方向移動(dòng)，正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)．
（2）①投料比：Ⅰ＜Ⅱ（填“＞”或“＜”）．
②若n（CO2）起始=10mol，曲線Ⅱ的投料比為0.4，在100℃條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)平衡至A點(diǎn)，則A點(diǎn)與起始?jí)簭?qiáng)比為5：7．
③A點(diǎn)平衡常數(shù)與B點(diǎn)平衡常數(shù)間的關(guān)系：KA=KB （填“＞”或“＜”或“=”）．B點(diǎn)正反應(yīng)速率與C點(diǎn)正反應(yīng)速率間的關(guān)系為：v （B）＜v （C） （填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）若按曲線Ⅰ的投料比投料，在上述實(shí)驗(yàn)中壓縮容器體積至5L，在上圖中畫(huà)出反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)的二氧化碳的轉(zhuǎn)化率與溫度之間的關(guān)系曲線．
（4）為提高CO2轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是c．
a．使用催化劑                     
b．及時(shí)從體系中分離出部分CO（NH2）2
c．將體系中的水蒸氣液化分離
Ⅱ．氨氣可用于工業(yè)上生產(chǎn)硝酸，其尾氣中的NO2可用氨水吸收生成硝酸銨，25℃時(shí)，將10molNH4NO3溶于水，溶液顯酸性，向該溶液中滴加1L某濃度的氨水，溶液呈中性，則滴加氨水的過(guò)程中水的電離平衡將逆向（填“正向”、“逆向”或“不”） 移動(dòng)，此中性溶液中NH3•H2O的物質(zhì)的量為0.05mol．（25℃時(shí)，NH3•H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案